se tutto si muove all'unisono

Il libro SYNC di Steven Strogatz (qui l'edizione italiana Sincronia) si occupa di un fenomeno misterioso e affascinante, quello dell'emergenza, in natura, ad ogni scala, di comportamenti sincronizzati.

E' un caso particolare di auto-organizzazione, dove non é la simmetria spaziale a rompersi e creare un nuovo stato (come nel caso delle celle di Benard o nella creazione dal basso di formicai, alveari, termitai), ma la simmetria temporale. Ed ecco che, a partire da parti disperse, emerge un'orchestra che suona perfettamente a tempo, pur in assenza di un direttore.

Devo dire che il libro é molto "americano" e non mi ha convinto, ricco di aneddoti personali e poco concreto. Peró vale la pena citare qualche esempio, perché davvero suggestivo.

Sentite la premessa del volume:

Al cuore dell’universo c’é un battito continuo e insistente: il suono dei cicli sincronizzati. Pervade la natura ad ogni scala, dal nucleo al cosmo. Ogni notte lungo i fiumi della Malesia, migliaia di lucciole si riuniscono nelle paludi e lampeggiano all’unisono, senza alcun leader o suggerimenti dall’ambiente. Trilioni di elettroni marciano compatti in un superconduttore, facendo sí che l’elettricitá fluisca attraverso di esso senza resistenza. Anche i nostri corpi sono sinfonie di ritmo, mantenuti in vita dall’inesorabile, coordinata alimentazione di migliaia di cellule pace-maker nei nostri cuori. In ogni caso, questa sincronia appare spontaneamente, come se la natura avesse un misterioso desiderio d’ordine.

Le lucciole... non solo emettono luce all’unisono, ma lo fanno a ritmo, seguendo un tempo costante. Che mistero, per decenni! Almeno fino a metá degli anni Sessanta del secolo scorso, quando il biologo John Buck e la moglie volano in Tailandia per svelare una volta per tutte il magico fenomeno.

Fiumi soggetti alle maree nelle vicinanze di Bangkok. Quante lucciole, che spettacolo mozzafiato! I coniugi Buck, dopo l’iniziale meraviglia, si decidono: catturano decine e decine dei piccoli insetti, li portano nella loro buia stanza d’albergo e qui li liberano. Disorientati, inizialmente svolazzano nervosamente. Poi si calmano, si dispongono sui muri e sul soffitto mantenendo sempre una distanza di almeno 10 centimetri tra loro. Scintillano incoerentemente. Ma, sorpresa, a due a due, a tre a tre, a piccoli gruppi, incominciano a pulsare all’unisono. E cosí via, oggi lo sappiamo, circolaritá auto-rinforzante, fino all’emergenza di un unico stato coerente.

Le osservazioni dei coniugi Buck suggerirono che le lucciole in qualche modo aggiustano i loro ritmi rispondendo agli scintillii delle vicine. L’ipotesi venne confermata in laboratorio, illuminandole artificialmente e misurandone le risposte. Oggi sappiamo che ciascuna continuamente invia e riceve segnali nel vicinato, spostando i ritmi delle altre e modificando i propri: la sincronia emerge spontaneamente, dal basso, senza leader. E le piccole lucciole, con tutto il rispetto, non sono particolarmente intelligenti: tutto ció di cui hanno bisogno é un metronomo interno che aggiusta automaticamente il tempo dell’oscillazione in risposta alle vicine. Tutto qui.

Seguendo le stesse logiche, é possibile spiegare numerosi altri fenomeni. Donne che passano molto tempo insieme spesso scoprono che i loro periodi mestruali tendono a cominciare insieme per via di conversazioni silenziose mediate da feromoni. Spermatozoi che nuotano fianco a fianco verso l’ovulo battendo la coda all’unisono. Pericolosamente, milioni di cellule cerebrali che causano le ritmiche convulsioni in un attacco epilettico. Seguendo le stesse logiche, é possibile rappresentarci come un’enorme orchestra di oscillatori viventi.

La sincronizzazione come caso particolare di auto-organizzazione, quindi. Affascinante, come molti altri. Che si tratti di lucciole o della nostra stessa vita, sembra essere all’opera l’auto-organizzazione. Che, in questi esempi, rompe la simmetria nel tempo. Sempre di una rottura si tratta, verso un nuovo stato non presente al livello inferiore.